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「This is the future！」AI技術與高性能運算正在改變這個世界！晶片大廠輝達（NVIDA）領軍掀起一波伺服器熱潮，隨著AI演算力及效能倍速成長，資料中心對解熱效率的要求理當也進一步上升。因為伺服器需要高效能晶片，於此同時也會帶來更多的熱功耗，簡單來說，當使用裝置的熱功耗越大，對散熱的需求就越大。不管多強大的硬體設備，都需要適當散熱才能發揮最大效能，新技術撬開了一扇大門，在這股洪流中「有效散熱」的重要性日益彰顯，接著玉山數位投顧將帶您了解散熱技術，並介紹產業趨勢與相關概念股。
多數電子產品幾乎都會使用到「散熱模組」，目前市場最常見的有「氣冷散熱」、「液冷散熱（或稱水冷散熱）」、「浸沒式散熱」這3種。基本上它是一種設計用來有效降低、散發設備熱量的裝置，通常包括了多種散熱元件，像是熱導管、風扇、散熱片、導熱墊片，近年興起的液冷、浸沒式散熱模組還會新增水冷板、冷卻液分配裝置（CDU）等零組件。
一. 氣冷散熱（Air Cooling）：
透過使用風扇和散熱器來將熱量從設備表面帶走，然後將其釋放到周圍環境中。氣冷散熱不需要大量的液體冷卻系統或特殊設備便可運作，且風扇和散熱片的維護相對簡單，只要清潔灰塵和確保風扇運行正常即可。正因為其易於維護，且是一種相對而言較為簡單、成本較低的散熱方法，可說是至今為止市面上的主流散熱方式。
二. 液冷散熱（Cold Plate）：
系統由散熱器、幫浦、水冷頭、水管和水箱等零件所組成，又可分為水對氣、水對水2種不同方式。液冷散熱是使用液體（通常是水）來吸收和運送設備產生的熱量，從而有效地保持設備的溫度在安全範圍之內，確保其運作的性能和可靠性，也常會使用熱導膏等熱導材料來提高熱能的傳遞效率。由於液體冷卻劑能夠更有效地帶走熱量，相較於氣冷散熱，液冷散熱具備更高的冷卻效能。
三. 浸沒式散熱（Immersion Cooling）：
浸模式散熱與傳統的氣冷散熱和液冷散熱有所不同，透過將整個伺服器或設備直接浸泡在不導電的冷卻液體中，將零組件產生的熱能傳導給流體，不再需要其他主動式的冷卻零件，比如散熱鰭片、風扇、或導熱銅管等。其原理是，溫度上升的液體經由循環冷卻方式，再回流繼續吸收熱能，讓零組件所產生的熱直接藉著液體循環帶走，有助於提升資料中心的能源效率。
目前市場上的浸沒式散熱技術包含了2種類型，分為單向浸沒式以及雙向浸沒式。不過雙向浸沒式使用的冷卻液具有腐蝕性，恐會對人體及環境產生不良的影響，因此玉山投顧預期未來單向浸沒式散熱方案將逐漸躍居主流。
回顧2023年，台積電半導體晶片製程已經走到3奈米，在技術越來越成熟下，各家廠商推出的晶片運算速度越來越快，也使人們生活中可享有效能更強的電子產品。不僅如此，隨著ChatGPT橫空出世，也宣告過去被運算速度限制發展的AI產業已開始迎接質變，並帶動晶片、伺服器、AI伺服器需求大幅提高，雲端業者資料中心預算也一座座持續追加。
儘管AI看起來將是人類文明的加速器，但在這場無法回頭的運算戰爭打響後，雲端業者搶建資料中心、晶片高速運算所帶來的發熱問題卻也趨於白熱化。進一步解析，晶片熱設計功耗（TDP）大幅提高，除了過熱會對電子產品造成故障、效能損失，PUE環保議題更漸漸成為業者迫在眉睫須解決的重大障礙。
白話來講，現今資料中心耗電量已經占全球耗電量1－2%，且有持續加大的趨勢，各國政府一方面希冀AI發展不落人後，卻也同時擔憂資料中心的巨大耗電量將衝擊ESG規劃及目標，為平衡科技發展與環保，採用PUE指標監管資料中心的能源應用效率也成為顯學。
據悉，中國、新加坡政府已提高資料中心申請建設標準，且大型資料中心PUE必須低於1.3、CNDCP規定2025年1月1日起，新建資料中心在滿載運行環境下，炎熱環境中PUE應小於1.4，寒冷環境中PUE應小於1.3。玉山數位投顧預期在各國監管機構對PUE要求越來越嚴格之下，更新散熱技術降低產品PUE已成為散熱模組業者的下一個主要趨勢。
| 小辭典： TDP（Thermal Design Power）：處理器在執行時發出的最大熱量。 PUE（Power Usage Effectiveness電力使用效率）：國際通用衡量資料中心能源效率標準的指標，以總用電量除以IT設備電量，接近1代表運用效率高散失小。 |
不僅資料中心PUE將推升散熱產業迎來大成長，AI伺服器的更大量採用也將會加速這股趨勢。首先，研調機構TrendForce預估2023年全球AI伺服器出貨量約略落在120萬台，2024年則會提高到167萬台，2026年上看262萬台，每年的出貨數量年增率皆高達20%以上，2024年出貨年增率更高達38.7%，未來幾年AI伺服器需求成長速度明確。
再看至各廠商2024年推出的新晶片，Intel Brich Stream、AMD Turin、Nvidia B100熱設計功耗（TDP）分別高達500W、600W、1200W，較前幾代產品都有倍數成長。不僅如此，因AI伺服器會搭載最少8顆、最多超達16顆GPU， TDP上升速度更是非常誇張，像是H100伺服器TDP達7000W，2024下半年預期量產的B100伺服器TDP將高於10,000W。在AI伺服器出貨量、TDP越來越高的趨勢明確之下，國內打入液冷產品的業者預期將會是主要受惠者。
為何會有這樣的結論呢？因為目前AI伺服器多半搭載3D VC氣冷散熱模組，其運作主要是將均熱片、導熱管以特殊方式排列提升解熱效率至800W，惟PUE高達1.5以上，並不符合監管機構PUE 1.3的標準。有鑑於產業公約與監管機構制定的PUE規定，水對氣模組（解熱效率為1,200 W、PUE 1.1至1.2之間），看起來將會是2024年的短期解答，玉山投顧預期2024年第2季AI伺服器將大量導入液冷散熱模組，其滲透率會直接超越氣冷。
若看至更長線，2024年散熱伺服器AI模組規格以氣冷、水對氣兩種規格並存，但2025後為了能源的運用效率，仍舊有可能往水對水、浸沒式等更新的技術發展。因此研調機構POLARIS也預期，伺服器水冷散熱產值將由2021年的18.1億美元增加至2030年的125.5億美元，CAGR（年複合成長率）達24%，成長動能非常強勁，預期台灣液冷供應鏈的廠商將是未來明日之星。
在產業趨勢確立之下，相關概念股如：(1)在水冷板布局較早，明年下半年有機會出貨相關產品的雙鴻（3324）；(2)供應Nvidia 3D VC散熱模組，並持續認證明年B 100水冷模組的奇鋐（3017）；(3)提供伺服器雙馬達風扇的建準（2421）都將是散熱產業中的可能受惠者：
公司產品及趨勢：
雙鴻為台灣前三大散熱模組廠商，主要提供散熱片、風扇、熱導管、散熱模組，終端產品包含伺服器、筆記型電腦以及智慧型手機等產品。雖然公司今年沒有出貨AI伺服器，但已提前布局液冷散熱模組，並有望在今年下半年打入Nvidia AI伺服器供應鏈。
近況解析：
2023年下半年受惠電競筆電新品、串聯式水冷板出貨，公司業績出現明顯加溫。展望2024年，串聯式水冷板出貨持續放量，第2起單價1萬美元的CDU也開始進入量產階段，玉山投顧預期下半年隨著Nvidia推出B100 AI伺服器，將加速其業績表現，2023年預估EPS為16.55元，2024年預估EPS 22.69元。
公司產品及趨勢：
奇鋐為國內少數具備散熱模組、風扇、機殼整合設計以及量產能力的業者，且具備液冷零組件CDU、水冷板、分岐管、泵浦等零組件自製能力。2023年公司即打入Nvidia 3D VC供應鏈，市占率達35%以上，目前也已送樣液冷散熱模組產品給Nvidia，有望在今年打入B100供應鏈，另外公司也打入AMD MI300散熱模組供應鏈。
近況解析：
受惠於AI伺服器對散熱模組帶來大幅需求，奇鋐2023年業績一路走高。展望2024年，公司除打入AMD MI300散熱模組供應鏈，子公司富士達受惠於摺疊手機快速成長同樣增添營運動能，玉山投顧目前也預期公司能在2024下半年通過Nvidia認證，2023年預估EPS為13.74元，2024年預估EPS 18.04元。
公司產品及趨勢：
建準生產風扇為主，近年成長動能主要來自網通、伺服器產品，雖然公司在液冷散熱模組著墨較少，但隨著風扇由伺服器系統內部轉移至系統外部，規格也將由8X8提升至20X20甚至50X50，單價也隨之提升，有利於公司業績表現，但長線公司在液冷布局較少可能會是較大的利空。
近況解析：
2023年建準IT、工業/醫療、家庭應用、通路受景氣衝擊需求較弱，但伺服器、網通產品新客戶貢獻下，整體業績仍維持成長。展望2024年，公司將受惠AI伺服器水對氣風扇背門應用出貨，另外工業/醫療、家電通路等產品線則有機會從2024年第2季起復甦，玉山投顧預估2023年EPS為5.89元，2024年預估EPS 7.08元。
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